(57)【要約】【課題】  記録媒体に対して電磁場を効率よく照射し、高密度な記録を行うことができる、電磁場照射装置を提供する。【解決手段】  電磁場発生素子１において、高屈折率誘電体２、低屈折率誘電体層３、金属層４がこの順で配置する。半導体レーザ２２は、電磁場発生素子１に対し、光ビーム６を、高屈折率誘電体２側から、かつ、低屈折率誘電体層３および金属層４にて吸収される入射角度で照射し、低屈折率誘電体層３と金属層４との界面の出射端３７から、電磁場を、記録膜２１に対して出射させる。【選択図】  図１
2006004577.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を透過させる誘電体、当該誘電体より低い屈折率を有する低屈折率誘電体層、および金属層がこの順で配置される電磁場発生手段と、
上記電磁場発生手段に対し、入射光を、上記誘電体側から、かつ、上記低屈折率誘電体層および上記金属層にて吸収される入射角度で、照射する照射手段とを有し、
上記低屈折率誘電体層と上記金属層との界面の所定の端部から、電磁場を、記録媒体における記録層に対して出射させることを特徴とする電磁場照射装置。
【請求項２】
上記端部は、上記入射光の光路上とは異なる位置に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の電磁場照射装置。
【請求項３】
上記金属層の膜厚は、上記入射光の波長より小さいことを特徴とする請求項１または２に記載の電磁場照射装置。
【請求項４】
上記低屈折率誘電体層の膜厚は、上記入射光の波長より小さいことを特徴とする請求項１ないし３の何れか１項に記載の電磁場照射装置。
【請求項５】
上記金属層の、上記低屈折率誘電体層と接する面とは反対の面に、保護層が設けられていることを特徴とする請求項１ないし４の何れか１項に記載の電磁場照射装置。
【請求項６】
上記電磁場発生手段は、上記低屈折率誘電体と金属層との界面が上記記録層における記録面に対して傾くように、配置され、
上記照射手段は、上記入射光を、上記記録面に対して垂直な方向で、上記電磁場発生手段に対して入射することを特徴とする請求項１ないし５の何れか１項に記載の電磁場照射装置。
【請求項７】
上記電磁場発生手段は、上記低屈折率誘電体と金属層との界面が上記記録層の記録面に対して垂直になるように、配置されることを特徴とする請求項１ないし５の何れか１項に記載の電磁場照射装置。
【請求項８】
上記低屈折率誘電体層と上記金属層との界面における、上記低屈折率誘電体層の上記入射光が入射する位置と対面する位置を第１の位置とし、上記所定の端部の位置を第２の位置とし、
上記金属層の、上記第１の位置から上記第２の位置への最短の距離方向に直交する上記金属層面内方向の幅において、上記第２の位置における幅が、上記第１の位置における幅よりも小さいことを特徴とする請求項１ないし７の何れか１項に記載の電磁場照射装置。
【請求項９】
上記第１の位置と上記第２の位置との最短距離が、表面プラズモンポラリトンの伝播距離以下であることを特徴とする請求項８に記載の電磁場照射装置。
【請求項１０】
上記電磁場発生手段において、上記所定の端部を含む面が、上記記録面と平行であることを特徴とする請求項１ないし９の何れか１項に記載の電磁場照射装置。
【請求項１１】
上記照射手段と上記電磁場発生手段とを固定し、上記記録面上を滑走する滑走手段を備え、
上記電磁場発生手段における上記所定の端部を含む面と、滑走手段における上記記録面に対向する面とが同一平面上にあることを特徴とする請求項１ないし１０の何れか１項に記載の電磁場照射装置。
【請求項１２】
請求項１ないし１１の何れか１項に記載の電磁場照射装置を備え、当該電磁場照射装置が照射する電磁場を用いて記録媒体における記録層の加工を行うことを特徴とする電磁場加工装置。
【請求項１３】
請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の電磁場照射装置を備え、当該電磁場照射装置が照射する電磁場を用いて、記録媒体への情報の記録と記録媒体の情報の再生との少なくともいずれか一方を行うことを特徴とする記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録媒体の記録層の微小領域に電磁場を照射する電磁場照射装置、該電磁場照射装置を備えた電磁場加工装置、および該電磁場照射装置を備えた記録再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光メモリー、光加工などの光記録分野では、より小さな光スポットによる高密度な記録が望まれている。通常の光ではスポットの大きさは回折限界により、波長程度に制限されてしまう。そのため、これを超える小さなスポットの形成法として、局所的に存在する電磁場の利用が注目されている。この局所的な電磁場を利用することにより、高密度な記録が可能である。以下は、説明の便宜上、この局所的に存在する電磁場の発生方法のみを取り上げて説明する。
【０００３】
例えば、図９に示すように、局所的に存在する電磁場９とは、プローブ中の誘電体１３を通して波長より小さな径の開口に光ビーム６を入射することにより得られる。この電磁場９は、電磁場照射対象（例えば記録媒体３０）に対して照射される。電磁場９は、開口のごく近傍にのみ局在し、伝播はしない光である。この光の局在の仕方は開口径で決まるため、開口径を小さくすれば、回折限界を大きく超える小さなスポットが得られる。波長以下の径のスポットには絞れない光を、波長以下の開口に入射しているため、光の利用効率が悪くなる。これを解決するために、プローブの側面に金属層４をほどこし、表面プラズモンポラリトン８を発生させることで光増強を行う方法が一般的である（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
図９のように直線偏光の光ビーム６を入射したときの開口直後の光強度分布を、図１０に示す。図１０により、電磁場９は開口の淵に２ヶ所で強度ピークを持ってしまうという問題があることがわかる。つまり、高密度記録を行うには１つの強度ピークのみで微小なマークの記録を行う必要がある。しかし、強度ピークが２ヶ所あると、同一のマークが２ヶ所に記録されるため、高密度の記録を行うことができなくなる。
【０００５】
また、開口に入射した光の一部は、回折により開口を通過して球面波で伝播する。そのため、開口を通過した光には、局所的に存在する電磁場９だけでなく通常の伝播光も存在し、出射される電磁場９と光ビーム６とが重なった状態にある。これは、つまり、電磁場９が光ビーム６の光路上に存在するためである。電磁場９は、開口近傍に局在し、発生位置から離れるにしたがって１／ｒ３（ｒは電磁場９の発生位置からの距離）で減衰する。一方、伝播光は、１／ｒで減衰する。したがって、電磁場９発生位置では伝播光より局所的に存在する電磁場９が十分強くても、電磁場９発生位置からある程度離れると伝播光の強度の影響が無視できなくなる。すなわち、入射光が不要なバックグラウンド光となる。さらに、表面プラズモンポラリトン８の発生位置が１ヶ所でないため、局所的に存在する電磁場のスポット径の拡大を引き起こしてしまう。
【０００６】
上記のような電磁場の発生方法に対して、図１１に示すように、表面プラズモンポラリトン８を利用して、局所的に存在する電磁場９の発生位置を１ヶ所に集約する方法が開示されている（例えば、非特許文献１参照）。これは、高屈折率誘電体２に直接金属層４を蒸着したものである。
【０００７】
表面プラズモンポラリトン８の発生条件は、光と表面プラズモンポラリトン８との分散関係を交差させること、および、偏光方向をｐ偏光にすることである。この条件を満たす方法として、全反射減衰法がある。
【０００８】
簡単のため、半無限の金属（誘電率をε１）と半無限の誘電体（誘電率をε２）との界面での表面プラズモンポラリトン８の発生条件について説明する。
【０００９】
表面プラズモンポラリトンの各振動数をωｓｐ、波数ベクトルをｋｓｐとすると、この分散関係は、
【００１０】
【数１】
2006004577.tif 000003
【００１１】
のように表せる。一方、通常の伝播光の各振動数をω、波数ベクトルをｋとすると、この分散関係は、
【００１２】
【数２】
2006004577.tif 000004
【００１３】
のように表せる。通常の金属と誘電体の誘電率の値では、上記式（１）と上記式（２）との分散関係を交差させることができない。これに対して、図１２および図１３に示すように、誘電率ε０の高屈折率誘電体２（図においてはプリズム）を用いて全反射減衰法によりエバネッセント波７を発生させると、分散関係は、
【００１４】
【数３】
2006004577.tif 000005
【００１５】
となる。そのため、入射角を変えることにより、交点を持たせることができる。この交点で表面プラズモンポラリトン８が励起される。ω＝ωｓｐ、ｋ＝ｋｓｐより、
【００１６】
【数４】
2006004577.tif 000006
【００１７】
である。これからε０、ε１、ε２を決めれば、最適な入射角が求まる。
【００１８】
全反射減衰法を用いて電磁場を発生させるための光学素子の配置として、Kretchmann配置とOtto配置との２種類が知られている。非特許文献１では、Kretchmann配置を用いている。
【００１９】
Kretchmann配置は、図１２に示すように高屈折率誘電体２であるプリズムに直接金属層４を蒸着した配置である。この金属層４に高屈折率誘電体２側から適切な入射角で光を入射させると、エバネッセント波７が発生して金属層４中を減衰しながら進む。そしてエバネッセント波７が、空気層５０との界面に到達すると、表面プラズモンポラリトン８が発生する。
【００２０】
一方、Otto配置は、図１３に示すように高屈折率誘電体２であるプリズムと金属層４との間に空気層５０をはさんだ配置である。この金属層４に高屈折率誘電体２側から適切な入射角で光を入射させると、エバネッセント波７が発生して、空気層５０中を減衰しながら進む。そして、空気層５０と金属層４との界面で表面プラズモンポラリトン８が発生する。
【特許文献１】特開平７−２６０４５９号公報（１９９５年１０月１３日公開）
【非特許文献１】T.Yatsui, M.Kourogi and M. Ohtsu “Plasmon waveguide for far/near-field conversion” Applied Physics Letters Vol.79 No.27 pp.4583 2001
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
上記の光学素子の配置では、金属層４は半無限ではないが、簡単のため上記の式を用いて、以下説明を行う。なお、半無限でない場合、入射角θは上記式（４）から求まるものより若干シフトする。式（４）においてε２が変化すると、励起条件が変化する。したがって、Kretchmann配置では、例えば金属層４表面に付着物があると、最適条件が変わってしまうことがわかる。また、金属層４の表面が酸化されることによっても、同様に最適条件が変わってしまうことが言える。一方、Otto配置では、金属層４の表面（図１３中下方側）に付着物があっても式（４）の条件は変化しない。
【００２２】
上記の光学素子の配置の技術に対し、金属層４の表面保護のために、金属層４の表面に保護層を設ける構成を考えることができる。以下にこの場合についての説明を行う。なお、ここでいう保護層とは、金属層４の外側表面（図１３中下方側）を覆うものである。
【００２３】
表面プラズモンポラリトン８の発生のためには、Kretchmann配置では式（４）で、ε１が負であることを考えると、ε２＜ε０でなければならないことがわかる。しかし、現実的には保護層に適する材料は、高屈折率誘電体２であるプリズムの屈折率より高い屈折率を持っている。したがって、保護層を設ける場合には、高屈折率誘電体２であるプリズムの材質として非常に屈折率が高い特殊な材質を選ばなければならない。
【００２４】
一方、Otto配置では、このような屈折率に対する条件はほとんどなく、保護層の材料を比較的自由に選ぶことができる。さらに、高屈折率誘電体２としてガラスを使用し、このガラスに金属層４を蒸着した場合、表面粗度が比較的大きいため、表面プラズモンポラリトン８の伝播を妨げる。
【００２５】
ここで、非特許文献２に記載されたようなKretchmann配置を用いた光記録装置を考える。この光記録装置では、上述したような保護層が無い場合は、プラズモン発生位置で金属層４表面にゴミなどが付着すると、表面プラズモンポラリトン８の発生条件が変わる。そのため、表面プラズモンポラリトン８の発生強度が小さくなるか、最悪の場合には発生しなくなる。また、表面プラズモンポラリトン８の発生位置以外でも金属層４表面にゴミなどが付着すると、表面プラズモンポラリトン８が伝播しにくくなる。場合によっては散乱され、光に変わってしまい、本来の出射位置で発生する電磁場９の強度が小さくなってしまう。逆に保護層を設けた場合は、高屈折率誘電体２であるプリズムの屈折率より低い屈折率の材質に限られてしまい、現実的でないという問題がある。
【００２６】
さらに、上述したように、高屈折率誘電体２としてガラスを使用し、このガラスに金属層４を蒸着した場合は、表面荒れが発生しやすく、表面プラズモンポラリトン８の伝播を妨げる要因となっているという問題がある。
【００２７】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、記録媒体に対して電磁場を効率よく照射し、高密度な記録を行うことが可能な電磁場照射装置、該電磁場照射装置を備えた電磁場加工装置、および該電磁場照射装置を備えた記録再生装置を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２８】
本発明に係る電磁場照射装置は、上記の課題を解決するために、光を透過させる誘電体、当該誘電体より低い屈折率を有する低屈折率誘電体層、および金属層がこの順で配置される電磁場発生手段と、上記電磁場発生手段に対し、入射光を、上記誘電体側から、かつ、上記低屈折率誘電体層および上記金属層にて吸収される入射角度で、照射する照射手段とを有し、上記低屈折率誘電体層と上記金属層との界面の所定の端部から、電磁場を、記録媒体における記録層に対して出射させることを特徴とする。
【００２９】
上記の構成によれば、空気層ではなく低屈折率誘電体層を設けるため、その上に金属層を設けた多層構造を作成することができる。このため、入射光が低屈折率誘電体層に照射されて反射される際、この反射と同時に吸収が生じ、低屈折率誘電体層内でエバネッセント波が生じる。このエバネッセント波を通して、低屈折率誘電体層と金属層との界面において表面プラズモンポラリトンへ変換される。表面プラズモンポラリトンが効率よく生じる場合は、上記吸収は大きくなる。この表面プラズモンポラリトンは低屈折率誘電体層と金属層との界面を伝播する。電磁場発生素子は、この伝播した表面プラズモンポラリトンが上記界面の所定の端部で散乱して電磁場を出射する。なお、記録媒体における記録層とは、例えば、光加工を行うためのレジスト、光記録再生をおこなうための光記録膜、光磁気記録再生を行うための光磁気記録膜等が挙げられるが、これらには、限定されない。また、低屈折率誘電体層の材料を適切に選択して蒸着した後に金属層を蒸着すると表面粗度を小さくすることができる。そのため、表面プラズモンポラリトンの伝播を妨げにくくすることができる。
【００３０】
よって、上記の構成によると、誘電体、低屈折率誘電体層、金属層がこの順で連続配置されるため、表面プラズモンポラリトンは、表面粗れが小さくて不要な付着物が付かない低屈折率誘電体層と金属層との界面を伝播することとなり、伝播中に表面プラズモンポラリトンの強度が減衰しにくい。また、表面プラズモンポラリトンが散乱される端部が、記録層に対して、１ヶ所であるため、局所的に存在する電磁場の強度ピークが１ヶ所となり、スポット径の拡大が抑えられる。
【００３１】
よって、本発明に係る電磁場照射装置は、上記構成により、記録媒体に対して電磁場を効率よく照射し、高密度な記録を行うことができるという効果を奏する。
【００３２】
本発明に係る電磁場照射装置は、上記構成に加えて、上記端部が、上記入射光の光路上とは異なる位置に設けられていてもよい。
【００３３】
上記構成によると、端部は、入射光の光路上とは異なる位置から入射光の光路と重ならないようになっている。そのため、入射光の光路上とはと異なる位置から電磁場が出射するので、入射光による不要なバックグラウンド光を生じさせることがない。よって、さらに、記録媒体に対して電磁場を効率よく照射することができる。
【００３４】
本発明に係る電磁場照射装置は、上記構成に加えて、上記金属層の膜厚が、上記入射光の波長より小さいのが好ましい。
【００３５】
上記構成によると、金属層における、低屈折率誘電体層との界面の所定の端部で発生する電磁場のピークと、金属層における上記界面とは反対側での界面で発生する電磁場のピークとをまとめても、まとめた電磁場を用いての記録層に対する記録幅は、波長よりも短くなる。よって、スポット径を波長以下とすることができる。
【００３６】
本発明に係る電磁場照射装置は、上記構成に加えて、上記低屈折率誘電体層の膜厚が、上記入射光の波長より小さいのが好ましい。
【００３７】
上記構成によると、表面プラズモンポラリトンおよび電磁場の発生強度を高くすることができる。
【００３８】
本発明に係る電磁場照射装置は、上記構成に加えて、金属層における、上記低屈折率誘電体層と接する面とは反対の面に、保護層が設けられていてもよい。
【００３９】
上記の構成によれば、金属層の表面に保護層が設けられていることにより、金属層を衝突および酸化から保護することができる。したがって、金属層の損傷よる表面プラズモンポラリトンの伝播中の強度の減衰を防止することができる。なお、この場合、誘電体に対する保護層の材質等には制約条件がないため、保護層として、高い保護性能を備える材料を自由に選択することが可能である。
【００４０】
本発明の電磁場照射装置は、上記構成に加えて、上記電磁場発生手段が、上記低屈折率誘電体と金属層との界面が上記記録層における記録面に対して傾くように、配置され、上記照射手段が、上記入射光を、上記記録面に対して垂直な方向で、上記電磁場発生手段に対して入射してもよい。
【００４１】
上記の構成によれば、低屈折率誘電体層や金属層にて反射した成分の光の光路を、電磁場の発生部である所定の端部から外すことができる。そのため、低屈折率誘電体層や金属層にて反射した成分の光が記録媒体に照射されにくい構造とすることができる。また、照射手段を取り付ける際の角度調整が不要となり、照射手段の光学系が簡略化され、照射手段の組み立てを簡素化することができる。よって、照射手段から容易に入射光を電磁場発生手段に入射することができる。
【００４２】
本発明に係る電磁場照射装置は、上記構成に加えて、上記電磁場発生手段が、上記金属層の層面が上記記録層の記録面に対して垂直になるように、配置されてもよい。
【００４３】
上記の構成によれば、金属層の膜厚が衝突などにより変化することを防ぐことができる。
【００４４】
本発明に係る電磁場照射装置は、上記低屈折率誘電体層と上記金属層との界面における、上記低屈折率誘電体層の上記入射光が入射する位置と対面する位置を第１の位置とし、上記所定の端部の位置を第２の位置とし、上記金属層の、上記第１の位置から上記第２の位置への最短の距離方向に直交する上記金属層面内方向の幅において、上記第２の位置における幅が、上記第１の位置における幅よりも小さくてもよい。
【００４５】
上記の構成によれば、入射光を効率よく微小スポットの電磁場に変換することができる。
【００４６】
本発明に係る電磁場照射装置は、上記構成に加えて、上記第１の位置と上記第２の位置との最短距離が、表面プラズモンポラリトンの伝播距離以下であってもよい。
【００４７】
上記の構成によると、表面プラズモンポラリトンの伝播距離以下であると、効率よく記録層に対して電磁場を出射することができる。
【００４８】
本発明に係る電磁場照射装置は、上記構成に加えて、上記電磁場発生手段において、上記所定の端部を含む面が、上記記録面と平行であってもよい。
【００４９】
上記構成によれば、電磁場発生手段において、誘電体、低屈折率誘電体層、および金属層における、それぞれの記録面と対向する面を同時に同一面に加工することができる。したがって、誘電体における記録面と対向する面と、同一面内に、所定の端部である電磁場の出射端を容易に露出することができる。また、加工の度合いによって、上記第１の位置と上記第２の位置との間隔を適切に調整することができる。つまり、上記第１の位置と上記第２の位置との間隔を、表面プラズモンポラリトンの伝播距離の範囲内に調節することができる。
【００５０】
本発明に係る電磁場照射装置は、上記構成に加えて、上記照射手段と上記電磁場発生手段とを固定し、上記記録面上を滑走する滑走手段を備え、上記電磁場発生手段における上記所定の端部を含む面と、滑走手段における上記記録面に対向する面とが同一平面上にあってもよい。
【００５１】
上記の構成によれば、滑走手段における記録面に対向する面と、電磁場発生手段における所定の端部を含む面とを、同時に同一面に加工することができる。また、所定の端部である電磁場の出射端と記録媒体の記録面との距離を、滑走手段の浮上量に応じて精密に設定することが可能となる。
【００５２】
本発明に係る電磁場加工装置は、上記の課題を解決するために、上記の何れかに記載の電磁場照射装置を有し、当該電磁場照射装置が照射する電磁場を用いて記録媒体の記録層の加工を行うことを特徴とする。
【００５３】
上記の構成によれば、記録媒体に対して電磁場を効率よく照射し、高密度な加工を行うことができるという効果を奏する。
【００５４】
本発明に係る記録再生装置は、上記の課題を解決するために、上記の何れかに記載の電磁場照射装置を有し、当該電磁場照射装置が照射する電磁場を用いて、記録媒体への情報の記録と記録媒体の情報の再生との少なくともいずれか一方を行うことを特徴とする。
【００５５】
上記の構成によれば、記録媒体に対して電磁場を効率よく照射し、高密度な記録あるいは、高密度に記録された情報の再生を行うことができるという効果を奏する。
【発明の効果】
【００５６】
本発明に係る電磁場照射装置は、以上のように、光を透過させる誘電体、当該誘電体より低い屈折率を有する低屈折率誘電体層、および金属層がこの順で配置される電磁場発生手段と、上記電磁場発生手段に対し、入射光を、上記誘電体側から、かつ、上記低屈折率誘電体層および上記金属層にて吸収される入射角度で、照射する照射手段とを有し、上記低屈折率誘電体層と上記金属層との界面の所定の端部、かつ、上記入射光の光路上とは異なる位置から、電磁場を、記録媒体における記録層に対して出射させる。
【００５７】
上記構成によると、誘電体、低屈折率誘電体層、金属層がこの順で連続配置されるため、表面プラズモンポラリトンは、表面粗れが小さくて不要な付着物が付かない低屈折率誘電体層と金属層との界面を伝播することとなり、伝播中に表面プラズモンポラリトンの強度が減衰しにくい。また、表面プラズモンポラリトンが散乱される端部が、記録層に対して、１ヶ所であるため、局所的に存在する電磁場の強度ピークが１ヶ所となり、スポット径の拡大が抑えられる。
【００５８】
よって、本発明に係る電磁場照射装置は、上記構成により、記録媒体に対して電磁場を効率よく照射し、高密度な記録を行うことができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５９】
本発明に係る電磁場照射装置の実施の一形態について図１ないし図８を用いて説明すれば、以下の通りである。
【００６０】
（電磁場照射装置の構成）
図１は、本実施の形態に係る電磁場照射装置４０の構成を示す図である。図１に示すように、電磁場照射装置４０は、記録媒体３０に対して電磁場９を照射させるものであり、電磁場発生素子（電磁場発生手段）１と、光ビーム（入射光）６を出射する半導体レーザ（照射手段）２２と、浮上スライダ（滑走手段）２３と、からなる。
【００６１】
電磁場発生素子１は、高屈折率誘電体（誘電体）２、低屈折率誘電体層３、金属層４、および保護膜（保護層）１０が、この順に配置されてなる。
【００６２】
高屈折率誘電体２は、三角柱形状のプリズム（三角プリズム）であり、低屈折率誘電体層３および金属層４の基板の役割も兼ねている。３つの三角柱側面をなす面２Ａ・２Ｂ・２Ｃのうち２つの面２Ａ・２Ｂが互いに直交している。面２Ａは電磁場照射対象である記録膜２１の記録面に平行であり、面２Ｂは垂直である。また、面２Ｃは、記録膜２１の記録面に対して傾いて設けられている。低屈折率誘電体層３は、面２Ｃ上に蒸着されることにより高屈折率誘電体２と接するように形成されており、金属層４は低屈折率誘電体層３のさらに上に蒸着されることにより低屈折率誘電体層３と接するように形成されている。
【００６３】
高屈折率誘電体２を形成する材料は、例えば、ＢＫ７（屈折率ｎ＝１．５２）、ＳＦ６（ｎ＝１．７７）、Ｋ−ＳＰＦ（ｎ＝１．８７）等が挙げられる。しかし、これらには限定されず、以下で説明する表面プラズモンポラリトン８の発生条件を満足すれば他の材料でもよい。なお、ＢＫ７は、光学ガラスの汎用品の名称であり、光学技術者が広く一般的に使っている呼び方である。ＢＫ７は市販の多くのプリズムやレンズの材料となっている。耐久性もよく光学ガラスの中では安価なので、ＢＫ７を用いる際に特性上の問題がなければ迷わずにＢＫ７を用いればよいほど普及しているものである。なお、光学ガラスはクラウンガラスとフリントガラスとに大別される。単純には、分散の小さなガラスがクラウンガラスであり、フリントガラスの方が屈折率、分散とも大きな傾向にある。クラウンガラスとフリントガラスとには、その主要成分などに応じてさらに多くの分類がある。例えばＢＫというのはホウ素と珪素を含むクラウンガラスで、その中の組成の違いによりさらに、ＢＫ１やＢＫ７などに分けられている。
【００６４】
低屈折率誘電体層３を形成する材料は、例えば、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）（ｎ＝１．３６）、石英（ｎ＝１．４６）、Ｋ−ＣａＦＫ９５（ｎ＝１．４３）等が挙げられる。また、低屈折率誘電体層３の膜厚は、表面プラズモンポラリトン８および電磁場９の発生強度を高くするために、光ビーム６の波長以下でなるべく薄い方がよく、例えば１００ｎｍであればよい。しかし、これらの材料や膜厚には限定されず、高屈折率誘電体４より低い屈折率をもち、表面プラズモンポラリトン８の発生条件を満足する材料、膜厚であればよい。
【００６５】
金属層４としては、例えば、膜厚３０ｎｍのアルミニウム（Ａｌ）膜が挙げられる。しかし、これには限定されず、表面プラズモンポラリトン８の発生条件を満足すれば他の膜厚・材料でもよい。
【００６６】
半導体レーザ２２は、電磁場発生素子１に、入射光として光ビーム６を、高屈折率誘電体２の面２Ｃ側から高屈折率誘電体２を介して低屈折率誘電体層３へ入射させる。光ビームの波長として、例えば、４５８ｎｍが挙げられるがこの波長に限定されない。しかし、設定波長に対して、最適な入射角、低屈折率誘電体層３の屈折率や金属層４の屈折率および膜厚を変化させる必要がある。
【００６７】
電磁場発生素子１と、半導体レーザ２２とは、浮上スライダ２３に接着されている。浮上スライダ２３は、サスペンション２４にて図示しない支持部に固定されており、これによって記録媒体３０の基板５に成膜された記録膜２１上を、浮上量が数ｎｍ〜数十ｎｍで、浮上して滑走することができる。滑走するための構成や原理は、衆知のハードディスクなどの技術を使用すればよい。
【００６８】
浮上スライダ２３における記録膜２１の記録面に対向する面（図においては底面であるため、以降では底面と呼ぶ）と、電磁場発生素子１における記録膜２１の記録面に対向する面（図においては底面であるため、以降では底面と呼ぶ）は、後述する方法によって同一面に加工されている。そのため、電磁場発生素子１から出射される電磁場９は、上記浮上量に等しいギャップを介して、記録膜２１に照射される。このギャップの距離は半導体レーザ２２の出射する光ビーム６の波長に比べてはるかに短いため、電磁場９が広がる前に記録膜２１を照射する。よって、後述するように記録媒体に対して電磁場を効率よく照射し、高密度な記録を行うことができる。
【００６９】
半導体レーザ２２から出射された光ビーム６は、電磁場発生素子１における高屈折率誘電体２を通過して、低屈折率誘電体層３および金属層４に照射される。光ビーム６は、低屈折率誘電体層３に吸収されるように、なるべく直線偏光であり、その偏光面は低屈折率誘電体層３の層面に垂直、つまり入射面に平行な方向、であるのが好ましい。少なくとも入射面に平行な偏光面の成分を持つ、直線偏光あるいは円偏光である必要がある。なお、低屈折率誘電体層３と金属層４との界面において、低屈折率誘電体層３に光ビーム６が入射する位置に対向する位置を第１の位置Ａとする。
【００７０】
光ビーム６が電磁場発生素子１にて吸収されるように、適切な角度で低屈折率誘電体層３に入射すると、エバネッセント波７が低屈折率誘電体層３にて発生し、低屈折率誘電体層３中を減衰しながら進む。このエバネッセント波７により、表面プラズモンポラリトン８が励起される。
【００７１】
励起された表面プラズモンポラリトン８は、低屈折率誘電体層３と金属層４の界面を伝播して、低屈折率誘電体層３と金属層４との界面において、記録媒体３０側の出射端３７（所定の端部）から電磁場９が出射される。この出射端３７がある位置を第２の位置Ｂ（第２の位置）とする。
【００７２】
金属層４の外側に形成された保護膜１０は、金属層４に直接キズが発生して、表面プラズモンポラリトン８が低屈折率誘電体層３と金属層４との界面を伝播する途中で散乱などによって減衰することを防止する。電磁場９の発生メカニズムや発生条件等の例は、後段で詳しく説明する。
【００７３】
ここで、光ビーム６は記録膜２１の記録面に対して垂直に出射され、電磁場発生素子１に入射する。金属層４の層面は、光ビーム６に対して傾くように、かつ、記録膜２１の記録面に対して傾くように配置されている。このような配置により、低屈折率誘電体層３や金属層４にて反射した光ビーム６の成分の光路が、電磁場９の発生部である出射端３７がある第２の位置Ｂから外れる。そのため、低屈折率誘電体層３や金属層４にて反射した光ビーム６の成分が記録膜２１に照射されにくい構造とすることができる。光ビーム６が平行光ではない場合、例えば発散光である場合は、後述の吸収する入射角の条件を満たさない光の割合が増えるため、反射する光ビーム６の成分は増える。また、半導体レーザ２２を取り付ける際の角度調整が不要となり、電磁場発生素子１に光ビーム６を導入するための光学系を省略することができる。また、電磁場発生素子１を取り付ける際の角度調整も不要である。したがって、光学系が簡略化され、また調整も不要となり、照射装置の組み立てを簡素化することができる。
【００７４】
なお、記録媒体３０は、基板５上に記録膜（記録層）２１を成膜してなり、ディスク形状であるが、説明の便宜上、その一部を切り出して図示してある。記録膜２１は、電磁場照射装置４０を用いる用途（例えば、光記録再生装置、電磁気記録再生装置、光記録装置）によって変わるが、例えば、露光に使用するレジスト膜や、光アシスト磁気記録で使用する磁性膜（例えば、ＴｅＦｅＣｏ）、光記録で使用する（例えば、ＧｅＳｂＴｅ）が挙げられる。しかしこれらは単なる例示であって限定はされない。
【００７５】
（電磁場発生のメカニズム）
次に、電磁場発生素子に着目して、電磁場９発生のメカニズムや発生条件の例を、図２および図３を参照に説明する。図２および図３には、説明の便宜上、構造を単純化した電磁場発生素子の例を示す。そのため、図２および図３に示す電磁場発生素子３８は、上記で説明した図１に示す電磁場発生素子１とは多少形状が異なる。しかしながら、基本構造は同じであるため、電磁場発生のメカニズムや発生条件の例は、図２および図３における電磁場発生素子３８の説明で置き換える。なお、電磁場発生素子３８において、電磁場発生素子１における各部材と同じ機能の部材には、同じ部材番号を付記し、説明は省略する。
【００７６】
図２は、電磁場発生素子３８の斜視図を示す。電磁場発生素子３８は、高屈折率誘電体２、低屈折率誘電体層３、および金属層４を備えている。ここでは、説明の便宜上、保護膜１０は省略してある。高屈折率誘電体２と低屈折率誘電体層３とは互いに接しており、低屈折率誘電体層３と金属層４とは互いに接している。高屈折率誘電体２は三角柱形状のプリズムであり、３つの三角柱側面をなす面２ａ・２ｂ・２ｃのうち２つの面２ａ・２ｂが互いに直交している。面２ａは電磁場照射対象である記録膜２１の面に平行であり、面２ｂは垂直である。低屈折率誘電体層３は、面２ｂ上に蒸着されることにより高屈折率誘電体２と接するように形成されており、金属層４は低屈折率誘電体層３のさらに上に蒸着されることにより低屈折率誘電体層３と接するように形成されている。高屈折率誘電体２は、低屈折率誘電体層３および金属層４の基板も兼ねている。高屈折率誘電体２の形状は、図２に示すように、三角柱の上底面となる三角形の３つの頂角のうち、面２ａと面２ｂとのなす角が９０°、面２ｂと面２ｃとのなす角がθとなっている。このθは低屈折率誘電体層３と金属層４との界面で表面プラズモンポラリトン８を発生させるための、低屈折率誘電体層３への最適な光ビーム６の入射角にほぼ等しい。つまり、このθは、電磁場発生素子１が光ビームの吸収を生じる角度である。
【００７７】
電磁場発生素子３８への光ビーム６は、高屈折率誘電体２側から低屈折率誘電体層３に照射されるように入射される。ここで高屈折率誘電体２と低屈折率誘電体層３との界面で全反射を起こす条件で入射すると、低屈折率誘電体層３内でエバネッセント波７が発生する。低屈折率誘電体層３と金属層４との界面において、低屈折率誘電体層３の光ビーム６が入射する位置に対向する位置を第１の位置Ａとする。また、低屈折率誘電体層３と金属層４との界面において、記録媒体３０側の出射端３７は電磁場９の出射位置となるが、この出射端３７の位置を第２の位置Ｂとする。第１の位置Ａと第２の位置Ｂとは、低屈折率誘電体層３および金属層４の層面面内方向に離れている。エバネッセント波７が第１の位置Ａの金属層４に到達すると、金属層４と低屈折率誘電体層３との界面で、図２および図３の破線矢印の方向に波数ベクトルを持つ表面プラズモンポラリトン８が発生する。この時、光ビーム６は、実は全反射されず、かなりの割合で吸収が起こる。つまり、全反射は生じなくなる。この吸収された光ビーム６のエネルギーが、表面プラズモンポラリトン８へ変換される。上述では、高屈折率誘電体２と低屈折率誘電体層３との界面で全反射を起こす条件で入射するとしたが、金属層４にて光ビーム６の吸収が生じるため、実際はエバネッセント波が発生する条件や全反射の条件を得ることは不可能である。そこで、電磁場発生素子１における吸収が生じる条件の角度で、高屈折率誘電体２と低屈折率誘電体層３との界面（あるいは低屈折率誘電体層３と金属層４の界面といってもよい）に光ビーム６を照射すればよい。この表面プラズモンポラリトン８は、上記界面において減衰を伴いながら第１の位置Ａから第２の位置Ｂへ向かって伝播する。そして、上記界面の第２の位置Ｂにある出射端３７に到達し、この出射端３７で散乱されて電磁場９を発生・出射する。
【００７８】
表面プラズモンポラリトン８は、伝播しながら強度が減衰するため、第１の位置Ａと第２の位置Ｂとの距離は、強度が１／ｅになる距離（以下伝播距離と称する）以下であるのが望ましい。以下の電磁場発生素子１の形成方法で説明する、浮上スライダ２３の底面と電磁場発生素子１を同一面内となるように（あるいは高屈折率誘電体２の底面と、低屈折率誘電体層３と金属層４の界面における出射端３７がある第２の位置Ｂとが同一平面内に含まれるように）研磨すると、研磨の度合いを適切に調整することができ、第１の位置Ａと第２の位置Ｂとの距離を、上記伝播距離以下とすることができる。
【００７９】
以上のように、電磁場発生素子３８は、エバネッセント波７を基に電磁場９を発生して出射する。そして、表面プラズモンポラリトン８の上記伝播経路の設定により光ビーム６と電磁場９とを別にし、出射される電磁場９の出射位置は、電磁場発生素子３８への光ビーム６の光路と重なることなく光路上とは異なる位置になっている。
【００８０】
出射される電磁場９の出射方向は、電磁場発生素子３８への光ビーム６の光路と重ならないため、光ビーム６による不要なバックグラウンド光がない。また、図１３に示した配置とは異なり、表面プラズモンポラリトン８が出射される出射端３７が１ヶ所であるため、電磁場９の強度ピークが１ヶ所となり、スポット径の拡大が抑えられる。さらに、高屈折率誘電体２、低屈折率誘電体層３、金属層４がこの順で連続配置されるため、高屈折率誘電体２上に低屈折率誘電体層３および金属層４を蒸着で形成しても、低屈折率誘電体層３と金属層４との界面は表面粗れが小さくて不要な付着物が付かないものとなる。表面プラズモンポラリトン８はこの界面を伝播するので、伝播中に表面プラズモンポラリトン８の強度が減衰しにくい。
【００８１】
このように、電磁場発生素子３８は、光ビーム６による不要なバックグラウンド光を除き、かつ、局所的に存在する電磁場９のスポット径の拡大を防ぎ、かつ、金属層４の表面に保護層がなくても表面プラズモンポラリトン８の強度が伝播中に減衰しにくい電磁場発生素子である。同様のことが、電磁場発生素子１にも言える。これは、上記したように、電磁場発生素子１は、電磁場発生素子３８と基本構造は同じであり、電磁場発生のメカニズムも同じであるためである。
【００８２】
よって、電磁場照射装置４０は、記録媒体３０の記録膜２１に対して電磁場を効率よく照射し、高密度な記録を行うことができる。
【００８３】
（電磁場照射装置の形成方法）
次に、図４（ａ）〜（ｃ）を参照に、浮上スライダ２３に半導体レーザ２２と電磁場発生素子１を固定し、さらに浮上スライダ２３の底面と電磁場発生素子１の底面とを同一面にする方法を説明する。電磁場発生素子１は、高屈折率誘電体２に、低屈折率誘電体層３、金属層４および保護膜１０を、例えばスパッタ法などによって成膜して形成する。低屈折率誘電体層３、金属層４、保護膜１０を蒸着して形成するので、電磁場発生素子１を簡単に作成することができる。このような形成時、高屈折率誘電体２の端部２５付近では、スパッタ時に膜がわずかに回り込む。成膜の順序に応じて、まず低屈折率誘電体層３が回り込み、次に金属層４が、最後に保護膜１０が回りこむ。従って、端部２５付近では、電磁場９が発生するための低屈折率誘電体層３と金属層４の界面が露出せず、金属層４や保護膜１０が回り込んだ形状となる。つまり、このまま端部２５から電磁場９を出射することは困難である。そこで、以下のようにして低屈折率誘電体層３と金属層４の界面を露出させ、電磁場９の出射部として出射端３７を形成する。
【００８４】
図４（ａ）に示す様に、まず、電磁場発生素子１と半導体レーザ２２を、浮上スライダ２３の側面に、例えばＵＶ硬化樹脂などにより接着する。ここで、半導体レーザ２２の出射端面を、電磁場発生素子１の側に接するように接着する。この時、図４（ｂ）に示すように、電磁場発生素子１の先端部は、スライダ２３の底面より、はみ出すように接着する。つまり、上述の低屈折率誘電体層３、金属層４、保護層１０の回りこみ部分が、スライダ２３の底面よりもはみ出すように接着する。このようにすれば、回り込みによる盛り上がりが生じても、浮上スライダ２３の接着面における盛り上がり部分の接着を避けることができる。従って、この盛り上がりによって、電磁場発生素子１が傾く可能性、あるいは、電磁場発生素子１とスライダ２３の接着面との間に隙間が生じたりする可能性が少なくなる。よって、記録媒体３０に対する電磁場発生の出射端の精度が、浮上スライダ２３の接着面の垂直方向に対して高い浮上スライダを提供することができる。
【００８５】
次に図４（ｂ）に示す様に、浮上スライダ２３の底面側から電磁場発生素子１における上記回り込みが形成されていない面（図においては、破線で示す面）まで研磨加工する。そして、図４（ｃ）に示す様に、研磨度合いを調節することにより、浮上スライダ２３の底面と電磁場発生素子１における高屈折率誘電体２の底面とを同一面とすることができる。これに付随して、低屈折率誘電体層３、金属層４および保護膜１０も研磨され、同一面内となる。従って、低屈折率誘電体層３と金属層４との界面が露出し、電磁場９の出射端３７を形成することができる。
【００８６】
上述したように、図１において電磁場発生素子１における低屈折率誘電体層３と金属層４との界面が露出した出射端３７がある第２の位置Ｂは、浮上スライダ２３の底面と同一面内となるので、出射された電磁場９は記録膜２１からの浮上量に等しいギャップを介して、記録膜２１に正確に照射される。また、研磨度合いをより適切に調整すれば、上記電磁場９の出射端３７がある第２の位置Ｂと、低屈折率誘電体層３と金属層４との界面において、低屈折率誘電体層３の光ビーム６が入射する位置に対向する位置を第１の位置Ａとの間隔（第１の位置Ａと第２の位置Ｂとの距離）を調整することができる。なお、表面プラズモンポラリトン８は、伝播しながら強度が減衰するため、第１の位置Ａと第２の位置Ｂとの距離は、強度が１／ｅになる距離（以下伝播距離と称する）以下であるのが望ましい。そこで、研磨加工を適切に施すことで、第１の位置Ａと第２の位置Ｂとの距離を、表面プラズモンポラリトン８の伝播距離の範囲内に調節することができ、電磁場９を効率よく出射することができる。
【００８７】
また、上述のように低屈折率誘電体層３、金属層４、保護層１０の回りこみ部分が、スライダ２３の底面よりもはみ出すように接着した後に研磨加工するため、回りこみ部分は完全に除去され、低屈折率誘電体層３と金属層４との界面が適切に露出される。
【００８８】
（電磁場照射装置の制御系を含めた構成）
次に、図５を用いて、電磁場照射装置４０の制御系を含めた構成について説明する。図５に示す様に、電磁場照射装置４０は、上記で説明した構成に加え、スピンドルモータ３１、制御回路３２、記録回路３３、回転制御回路３４とを含む。
【００８９】
制御回路３２は、回転の指示命令を回転制御回路３４に送る。回転制御回路は、これに基づいて適切な線速度が得られるように回転駆動電流をスピンドルモータ３１に供給する。そして、記録媒体３０は、スピンドルモータ３１によって回転される。また、制御回路３２は、記録の指示命令を記録回路３３に送る。記録回路３３は、制御回路３２からの指示命令に基づいて、光ビーム６の光量が適切な出射光量となるように半導体レーザ２２に駆動電流を供給する。そして、半導体レーザは、光ビーム６を出射し、記録膜２１に電磁場を照射し、マーク３５を高密度に記録する。また、浮上スライダ２３は、図示しない支持部によって、基板５に成膜された記録膜２１の上を滑走する。
【００９０】
（実施例１）
次に、上記した電磁場照射装置４０の具体的な実施例について、図２および図３を参照して説明する。本実施例の電磁場照射装置は、電磁場発生素子３８に大きな特徴があるため、以下ではこれを中心に説明する。
【００９１】
上述したように、電磁場発生素子３８は、高屈折率誘電体２がプリズム形状であり、これに低屈折率誘電体層３が蒸着され、さらにその上に金属層４が蒸着された構成となっている。なお、本実施例では、保護膜１０は省略するものとする。
【００９２】
本実施例では、高屈折率誘電体２として、ＢＫ７を用いる。高屈折率誘電体２の形状は、図３に示すように、三角柱の上底面となる三角形の３つの頂角のうち、面２ａと面２ｂとのなす角が９０°、面２ｂと面２ｃとのなす角（頂角）がθとなっている。このθは低屈折率誘電体層３と金属層４との界面で表面プラズモンポラリトン８を発生させるための、低屈折率誘電体層３への最適な光ビーム６の入射角にほぼ等しい。つまり、このθは、電磁場発生素子３８が光ビームの吸収を生じる角度である。
【００９３】
高屈折率誘電体２は、図２および図３に示すように、面２ｂが、電磁場９を照射する記録膜２１の記録面に垂直になるように配置され、この面２ｂ上に低屈折率誘電体層３と金属層４とが蒸着される。
【００９４】
また、本実施例では、低屈折率誘電体層３には、膜厚１００ｎｍのフッ化マグネシウムを用いる。低屈折率誘電体層３上に蒸着する金属層４には、膜厚３０ｎｍのアルミニウムを用いる。
【００９５】
また、記録媒体３０における記録膜２１は、本実施例ではレジストを用いる。レジストの厚みは５０ｎｍである。なお、記録膜２１を成膜した基板５は、ディスク形状であるが、説明の便宜上、その一部を切り出して図示してある。
【００９６】
電磁場発生素子３８に、入射光として波長４５８ｎｍの光ビーム６を、高屈折率誘電体２の面２ｃ側から高屈折率誘電体２を介して低屈折率誘電体層３へ入射する。波長はこれに限定されないが、設定波長に対して、最適な入射角、低屈折率誘電体層３の屈折率や金属層４の屈折率および膜厚を変化させる必要がある。本実施例では入射角θを４５°とする。光ビーム６は平行光でも収束光でもよい。平行光の場合、光ビーム６の全体を最適な入射角に設定することができるが、光の低屈折率誘電体層３への入射位置と電磁場９の出射位置との間の、記録媒体３０の表面に垂直な方向の距離（第１の位置Ａと第２の位置Ｂとの距離）を表面プラズモンポラリトン８の伝播距離以下にするためには、ビームエキスパンダーなどでビーム径をあらかじめ細くしておく必要がある。収束光の場合、光ビーム６の全体を最適な入射角にできないが、焦点位置でのビーム径が小さいため、そのままで光の上記入射位置と電磁場９の上記出射位置との間の上記垂直方向距離を、表面プラズモンポラリトン８の伝播距離以下にすることができる。しかしながら、光学系が複雑となるため、上述の図４（ａ）〜（ｃ）を用いて示した方法を用いて電磁場発生素子３８を適切に研磨加工すれば、比較的簡単に伝播距離以下とすることができる。
【００９７】
上記の様に、高屈折率誘電体２の頂角θは、低屈折率誘電体層３と金属層４との界面で表面プラズモンポラリトン８を励起するための、低屈折率誘電体層３への最適な入射角にほぼ等しい。そのため、光ビーム６を高屈折率誘電体２の入射面である面２ｃに対して垂直に入射すればよい。
【００９８】
本実施例の、電磁場照射装置４０における、図２あるいは図３に示す電磁場９の出射位置である出射端３７がある第２の位置Ｂを含む面２ａに平行なＸ軸上での電磁場９の強度分布を、ＦＤＴＤ法（finite-difference time-domain method）でシミュレーションした結果を、図６に示す。図６において、横軸は低屈折率誘電体層（ＭｇＦ２）３と金属層（Ａｌ）４との界面からの距離であり、該界面から金属層４の膜厚方向に向かって正としている。図６における距離ゼロの位置が、低屈折率誘電体層３と金属層４との界面の位置である。また、縦軸は電磁場９の電場の２乗を表している。ここでは、光ビーム６の電場を１Ｖ／ｍとしたので、電磁場９の光ビーム６に対する変換効率を示している。
【００９９】
図６からわかるように、電磁場９は、金属層４の低屈折率誘電体層３に接する（低屈折率誘電体層３と金属層４との界面における）出射端３７に鋭いピークを持っているが、金属層４の空気と接している端部（金属層４の外側表面、）にも弱いピークを持っている。これら２つのピークをこのまま用いてもよいし、図１に示したように金属層４の外側表面に保護膜１０を設けてもよい。保護層を設けることで、保護膜１０の屈折率を制御して、金属層４の保護膜１０との界面となる出射端３７で発生するピーク値を低くすることができる。２つのピークをこのまま用いて界面に平行な方向（Ｘ方向）を記録の幅とすると、レジストに露光記録される幅は、図６より、約５０ｎｍであることがわかる。つまり、本実施例の電磁場照射装置４０によれば、光ビーム６の波長（４５８ｎｍ）よりも十分に短い高密度記録が可能であることがわかる。
【０１００】
また、電磁場発生素子３８では、金属層４が高屈折率誘電体２の面２ｂの全面に形成されている。そのため、金属層４の、照射位置である第１の位置Ａと出射端３７がある第２の位置Ｂとの距離方向に直交する金属層４面内方向の幅が、第１の位置Ａから第２の位置Ｂに至るまで均等である。これにより、電磁場９の出射部（低屈折率誘電体層３と金属層４との界面のエッジ）である出射端３７がある第２の位置Ｂが、ある長さを有して電磁場９を出射するので、線状の電磁場９を発生する。これを利用すれば、波長よりも十分に短い幅（上記では５０ｎｍ）のラインを露光記録することが可能である。
【０１０１】
また、本実施例では、金属層４の層面が記録膜２１の記録面に対して垂直であるので、金属層４の膜厚が衝突などにより変化することを防ぐことができる。
【０１０２】
また、本実施例の電磁場照射装置４０における、図２および図３に示す電磁場９の出射位置である第２の位置Ｂを含む、低屈折率誘電体層３と金属層４との界面におけるＺ軸上での電磁場９の強度分布を、上記図６と同様にＦＤＴＤ法でシミュレーションした結果を、図７に示す。図７において、横軸は電磁場９の出射部である出射端３７がある第２の位置Ｂからの距離であり、第２の位置Ｂから記録膜（レジスト）２１の膜厚方向に向かって正とする。図７において、距離ゼロの位置が、電磁場９の出射端３７がある第２の位置Ｂの位置である。縦軸は、上記図６同様に電磁場９の電場の２乗である。これは同様に、電磁場９の光ビーム６に対する変換効率を示している。なお、図７において、記録膜２１がある場合と、無い場合の両方の変換効率の分布を示す。
【０１０３】
図７からわかるように、電磁場９は、出射端３７がある第２の位置Ｂにおいて、記録膜（レジスト）２１がある場合も、無い場合も、それぞれ鋭いピークを持っている。しかし、記録膜２１がある場合は、電磁場９が十分に吸収されて、露光が行われることがわかる。吸収の深さは、ほぼ記録膜（レジスト）の膜厚（５０ｎｍ）に等しく、レジストの場合は厚さをこの範囲以下とする方が、高密度の露光が可能である。
【０１０４】
（実施例２）
実施例１とは別の例の電磁場発生素子３９として、図８に電磁場発生素子３９の構成を示す。電磁場発生素子３９は、図４および図５に示した実施例１の電磁場発生素子３８に比べ、金属層４の形状が異なっている。電磁場発生素子３９における、金属層４１の形状以外の材料、サイズ、形状等は実施例１の電磁場発生素子３８と同じである。
【０１０５】
電磁場発生素子３３では、金属層４の第１の位置Ａと第２の位置Ｂとの距離方向に直交する金属層４面内方向の幅が、第１の位置Ａから第２の位置Ｂに近づくにつれて小さくなっている。すなわち金属層４において、記録媒体３０側の先端が細くなるように形成されている。このように、金属層４において、第２の位置Ｂにおける上記幅が第１の位置Ａにおける上記幅よりも小さくなっている。従って、光ビーム６を効率よく微小スポットの電磁場９に変換できる。この金属層４の形状は、図１に示した電磁場発生素子１の金属層に使用することもできる。そうすれば、さらに高密度な記録が可能である。
【０１０６】
本発明は上述した実施形態および各実施例に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、実施形態および異なる実施例にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態および実施例についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１０７】
本発明は、電磁場発生素子を記録膜としてレジスト上で走査すれば、電磁場により、微細加工を行うことができるので、光加工の分野に利用することができる。また、電磁場発生素子を、光記録膜または光磁気記録膜上で走査すれば、電磁場により、記録・再生を行うことができるので、光記録・再生または光磁気記録・再生の分野に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】本実施の形態に係る電磁場照射装置の構成を示す図である。
【図２】本実施の形態に係り、図１に示す電磁場発生素子とは別の電磁場発生素子の構成を示す斜視図である。
【図３】図２に示す電磁場発生素子の側面図である。
【図４】図１に示す電磁場照射装置における電磁場発生素子の製造方法を示す図である。
【図５】図１に示す電磁場照射装置の制御系を含めた構成を示す図である。
【図６】図２に示す電磁場発生素子を備えた本実施形態に係る電磁場照射装置における、低屈折率誘電体に沿った方向の電磁場の強度分布をＦＤＴＤ法でシミュレーションした結果を示すグラフである。
【図７】図２に示す電磁場発生素子を備えた本実施形態に係る電磁場照射装置における、低屈折率誘電体層と金属層との界面におけるＺ軸上の電磁場の強度分布をＦＤＴＤ法でシミュレーションした結果を示すグラフである。
【図８】電磁場の出射部を狭めた電磁場発生素子の構成を示す斜視図である。
【図９】従来の電磁場発生素子の構成図である。
【図１０】従来の電磁場発生素子の開口直後の光強度分布を示す図である。
【図１１】図９に示す電磁場発生素子とは別の、従来の電磁場発生素子を示す構成図である。
【図１２】電磁発生素子の配置例である、Kretchmann配置を説明する図である。
【図１３】電磁場発生素子の配置例である、Otto配置を説明する図である。
【符号の説明】
【０１０９】
１    電磁場発生素子（電磁場発生手段）
２    高屈折率誘電体（誘電体）
３    低屈折率誘電体層
４    金属層
５    基板
６    光ビーム（入射光）
７    エバネッセント波
８    表面プラズモンポラリトン
９    電磁場
１０    保護膜（保護層）
２１    記録膜（記録層）
２２    半導体レーザ（照射手段）
２３    浮上スライダ（滑走手段）
２４    サスペンション
３０    記録媒体
３７    出射端（所定の端部）
３８    電磁場発生素子（電磁場発生手段）
３９    電磁場発生素子（電磁場発生手段）
４０    電磁場照射装置
５０    空気層
Ａ    第１の位置
Ｂ    第２の位置
【図１】
2006004577.tif 000007
【図２】
2006004577.tif 000008
【図３】
2006004577.tif 000009
【図４】
2006004577.tif 000010
【図５】
2006004577.tif 000011
【図６】
2006004577.tif 000012
【図７】
2006004577.tif 000013
【図８】
2006004577.tif 000014
【図９】
2006004577.tif 000015
【図１０】
2006004577.tif 000016
【図１１】
2006004577.tif 000017
【図１２】
2006004577.tif 000018
【図１３】
2006004577.tif 000019